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    磁致伸縮技術在線性位移傳感器上的應用

    來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2020-11-09 13:51

      

           線性位移傳感器是位移傳感器中的一種,用來測量直線位移、速度、位置等信號,廣泛應用于工業生產的各個領域。按照原理分為電阻式、電容式、電感式、變壓器式、渦流式、激光式等等。每一種都有不同的優缺點,根據工業應用環境的不同,如距離遠近、精度高低、工作環境等,選擇不同形式的傳感器來滿足用戶需求。漣鋼2250熱軋板廠軋線液壓油缸活塞桿位置檢測需求較高,從加熱爐到卷取運輸鏈區域,有大小位置油缸200多個,工作行程120-3580mm,磁致伸縮線性位移傳感器以大量程、非接觸式、高穩定性和高精度等諸多特點得到很好的應用。
    1、磁致伸縮效應
           磁致伸縮是指鐵磁性物質的形狀在磁化的過程中發生形變的現象。產生這種行為的原因是材料中磁疇在外磁場的作用下,每個磁疇內的晶格沿磁疇的磁化強度方向發生形變,同時應變軸隨著磁疇磁化強度的轉動而轉動,從而導致物質整體上的形變。應變隨外磁場增加而變化,最終達到飽和。雖然磁致伸縮引起的形變比較小,但它在控制磁疇結構和技術磁化過程中,仍是一個很重要的因素。
    2、磁致伸縮技術原理
           磁致伸縮線性位移傳感器主要由測量桿、電子倉和套在測桿上的非接觸的磁環組成。測量桿內裝有鐵磁材料制成的測量感應元件(波導線),外部套有不銹鋼管,用來保護波導絲。工作時,由電子倉內電子電路產生一起始脈沖,此起始脈沖在波導絲中傳輸時,同時產生一沿波導絲方向前進的旋轉磁場,當這個磁場與磁環的永久磁場相遇時,產生磁致伸縮效應,使波導絲發生扭動,這一扭動被安裝在電子倉內的使能機構所感知并轉換成響應的電流脈沖,通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差,即可精確測出被測的位移。
    3、磁致伸縮位移傳感器的特點
           磁致伸縮位移傳感器作為一種新的位置檢測傳感器,主要有以下特點:
    (A)采用高科技材料和現金的電子處理技術,能夠夠應用在高溫、高壓和高震蕩的環境中。
    (B)檢測磁環和傳感器吳志杰接觸,如果不斷重復檢測,也不回對傳感器造成任何默算,因此傳感器可應用在極惡劣的工業環境中,不易受油漬、溶液、塵?;蚱渌廴镜挠绊?,檢測的可靠性高,使用壽命長。
    (C)傳感器輸出信號為絕對位移值,及時電源中斷、重接、數據也不會丟失,更無須重新歸零。
    (D)由于輸出信號是一個真正的絕對值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更無須定期重標。
    (E)電氣信號輸出模式較多,用戶選擇范圍較寬,如Profibus-DP,CANbus,DeviceNet等。
    (F)安裝靈活方便,提供分體式與柔性外管,適應現場多種安裝條件。
    磁致伸縮位移傳感器
    4、磁致伸縮應用
           磁致伸縮線性位移傳感器廣泛應用于工業領域,其中以液壓缸或液位計較多。漣鋼2250熱軋板廠加熱爐、粗軋、精軋、熱卷箱、卷取等區域均采用帶磁致線性位移傳感器的液壓油缸,位置檢測十分方便快捷。
    a、典型油缸安裝
           傳感器頭-電子部分內置于一個堅固的外殼內。保護外管-傳感器帶有安裝法蘭的耐壓圓管(最大壓力530bar)保護著內部的敏感元件和波導管系統。它直接被安裝到空心活塞桿內。位置磁鐵-位移的移動部分,它被固定于活塞桿末端。這個永磁鐵沿著不動的傳感器外管無接觸無磨損的移動。它的磁場透過傳感器臂啟動測量信號。
    b、選型注意事項
           選擇傳感器的尺寸時,考慮感應桿的長度與磁環的安裝位置要求是十分重要的。為了防止磁環和檢波器之間的相互干擾,在工藝設計制造時設置一個區域稱之為零區,長度根據傳感器的外殼選型而定。在設計運動系統時必須預留空間,使得磁環的背面與傳感器安裝法蘭之間的距離不小于零區長度。在傳感器桿的末端(與電子頭相反的一端),有一個內置有阻尼的非工作區,叫做死區。像零區一樣,在系統設計時計算好使得磁環的前面與傳感器末端的距離不小于指定的死區距離。比如,如果移動軸運動1.5米,訂貨行程填1.5米,但檢測桿的實際總長度,從法蘭平面(電子頭端)到桿末端應該是1.5米+零區長度。
    c、電氣連接注意事項
           需要系統提供一個穩定的低波動的直流電源,電源的波動直接應縣個模擬量輸出的分辨率。低于供電范圍有可能不能啟動傳感器,而超出供電范圍有可能對傳感器造成損壞。好選擇廠家提供的標準連接接頭,這樣可以保證可靠的信號傳遞。
           電纜最好選擇廠家提供的專用電纜,如果選擇其他,最好是低電容值的。如果電纜所處的工業環境較為惡劣(高溫、高壓),必須加裝保護裝置或做好防護措施(如防水罩、隔熱板等)。保傳感器被安裝在原理強磁場和電磁噪音高的地方。
    d、維護要點
           定期查看屏蔽線的好壞,保證可靠接地。加強檢修期間的巡視,避免串入強電流,尤其是焊機接地線接地點與焊點控制在1.5米之內,以免焊接引起的強電流導致傳感器損壞。傳感器需要更換時,在更換前,測定備用傳感器的好壞,以免安裝之后引起返工。
    傳感器帶壓更換時,波導管從不銹鋼耐壓圓管中抽出后主要保護,防止在安全可靠的場所,以免損壞。
    5、結語
           磁致伸縮位移傳感器自2009年2250熱軋板廠投產以來,在軋線眾多設備位置油缸檢測上應用良好,完全能夠滿足軋鋼控制系統高精度及高穩定性的要求。在應用過程中,要注意以下幾點:
    a、選擇傳感器安裝形式時,要充分了解現場安裝空間需求,根據實際情況選擇分體式還是標準式;確定傳感器尺寸時,要知道油缸或移動軸的行程。
    b、電氣連接必須保證可靠,提供的電源保持穩定,必要時設置防水隔熱等防護裝置。
    c、檢修遇有交叉作業,必須做好隔離措施,以防外部上海(投產后損壞的傳感器多半是因為機械損傷線纜,或是強電流導致電子頭燒壞)。
     


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